EP1585375A1 - Kunststoffspritzteil mit durch Kunststoffmasse umspritzter Leiterplatte - Google Patents

Kunststoffspritzteil mit durch Kunststoffmasse umspritzter Leiterplatte Download PDF

Info

Publication number
EP1585375A1
EP1585375A1 EP05006328A EP05006328A EP1585375A1 EP 1585375 A1 EP1585375 A1 EP 1585375A1 EP 05006328 A EP05006328 A EP 05006328A EP 05006328 A EP05006328 A EP 05006328A EP 1585375 A1 EP1585375 A1 EP 1585375A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit board
printed circuit
contact element
plastic layer
plastic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05006328A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Becherer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vega Grieshaber KG
Original Assignee
Vega Grieshaber KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vega Grieshaber KG filed Critical Vega Grieshaber KG
Publication of EP1585375A1 publication Critical patent/EP1585375A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
    • H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
    • H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings
    • H05K5/065—Hermetically-sealed casings sealed by encapsulation, e.g. waterproof resin forming an integral casing, injection moulding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10295—Metallic connector elements partly mounted in a hole of the PCB
    • H05K2201/10303—Pin-in-hole mounted pins
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13—Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1305—Moulding and encapsulation
    • H05K2203/1316—Moulded encapsulation of mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3447—Lead-in-hole components

Definitions

  • the invention relates to a printed circuit board on a Plastic injection molded part with a printed circuit board or on a Process for their preparation.
  • the electronic components usually sit on a circuit board, which Contact elements for connecting a counter-contact element having.
  • the mating contact element can be further Components within this arrangement or to an external one Lead arrangement.
  • the electronic Components are tightly enclosed, d. H. mostly should be enclosed liquid and dustproof.
  • the case applied plastic layer only up to 80 ° C is temperature resistant and neither high chemical nor high having mechanical strengths.
  • the contact elements on the circuit board or a attached appropriate conductor material Before the pouring will be the contact elements on the circuit board or a attached appropriate conductor material. This happens for example, by the pressing of piercing Contact elements or by gluing the piercing Contact elements, which z. B. for the adaptation of a customer side plug required as a mating contact element become.
  • This circuit board is inside the case arranged for connecting electronic components for a Signal evaluation of example one Level gauge, the electronic components also be included in the housing.
  • An object of the invention is a printed circuit board with contact elements and a plastic layer in terms the resistance and the protection against external To improve influences.
  • Another object is a plastic injection molded part with such a circuit board in a simple manner produce and at the same time an improved and in particular more permanent protection against external influences enable.
  • Another object is to provide a method for Production of such a printed circuit board or such Propose plastic injection part, which a possible easy production allows.
  • a printed circuit board or a Carrier with at least one contact element for connection a mating contact element, wherein the contact element on the Printed circuit board is attached, and with a plastic layer, which on at least one side of the carrier or the Printed circuit board is applied, wherein the contact element of out of the carrier through the plastic layer and from this plastic layer for connecting the Protruding mating contact element.
  • the task is solved by a Plastic injection molded part with a carrier or a Printed circuit board, the at least one contact element for Connecting one. Having mating contact element, wherein the Contact element attached to the carrier or the circuit board is, and with a plastic layer, which on at least one side of the carrier or the printed circuit board applied is, wherein the contact element of the carrier or the Circuit board passes through the plastic layer and from this plastic layer for connecting the Protruding mating contact element.
  • the object is achieved by a method for partial encapsulation of a carrier or a Printed circuit board, which has at least one contact element, wherein plastic is used for molding and wherein according to the method, the contact element on the carrier or on the PCB is soldered and then the carrier or the Printed circuit board is so encapsulated with the plastic that the contact element of the carrier or the circuit board through the plastic leads and to connect a Jacoborialelements from the plastic or from the Surface protrudes.
  • this arrangement or procedure is advantageous capacities configurable.
  • a plastic layer of a thermoplastic material as plastic with a Melting point higher 80 ° C, especially higher 100 ° C, with a thermoplastic material with a melting point higher than 350 ° C is particularly preferred, since this is a heat-resistant and permanent shielding with advantageous Plastic materials allows.
  • a printed circuit board in which the contact element is soldered to the circuit board or in a Through hole of the circuit board is soldered is soldered, as this a particularly simple way of fixing is which In addition, a good durability against bending or axial Moving offers.
  • Particularly preferred is when the Contact element on the circuit board with a Hochtemperaturlot, in particular Hochtemperaturweichlot with a melting temperature higher 200 ° C, especially higher 230 ° C. is soldered or is. This allows a subsequent Overmolding the circuit board and solder with one thermoplastic material which has a melting temperature has higher than 200 ° C or even higher than 350 ° C and optionally an injection molding temperature lower than that Has melting temperature of the high-temperature solder.
  • thermoplastic Material is advantageously a circuit board from a Epoxy glass hard ware with crosslinked resin system used.
  • Conductor or conductor tracks on the surface of the carrier are arranged.
  • Such a conductor and an adjacent surface area of the circuit board covered by the plastic layer are not have the entire surface of the circuit board cover, but should preferably be essential or all on the particular outside surface of the circuit board cover arranged electronic components and conductors.
  • Embodiments in which the printed circuit board or the carrier has a through hole are particularly preferred, on or in which the contact element is soldered, wherein such a plastic layer is applied or applied on the two opposite surfaces of the printed circuit board in the region of the throughbore. Especially when applying or Spraying the plastic layer under high pressure is avoided by the two-sided, in particular simultaneously two-sided spraying of Kuststoff damage to the solder in the region of the through hole.
  • the Contact elements 2 are provided with a front end portion 20 through in each case a through opening 10 in the Printed circuit board or the carrier material 1 passed. to Attachment are the contact elements 2 in the Through holes 10 soldered with solder 11.
  • the Lot 10 partially protrudes into the passage opening 10 or also through this to the other side of the circuit board 1 therethrough.
  • the solder used is preferably a high-temperature solder.
  • the contact elements 2 are used in the form of contact pins for Connecting a mating contact 21, for example one Mating contact 21 in the manner of a socket, which on the Contact element 2 is attached.
  • a mating contact 21st connected electronic components with further to connect electronic components are the Contact elements 2 on the Lot 11 with a conductor as Conductor 12 is connected, wherein the conductor track 12 in the usual way and manner arranged on the surface of the printed circuit board 1 and is attached.
  • electronic Components connected directly to the Circuit board 1 arranged and possibly encapsulated.
  • the arrangement of the circuit board 1 and the carrier and the attached thereto contact elements 2, 2 * is with a Plastic 3 at least partially overmoulded.
  • Plastic is in the illustrated embodiment as a lower side Plastic layer 30 on a first side surface of the Printed circuit board 1, said side surface of the Printed circuit board 1 completely from the lower side Plastic layer 30 is coated.
  • an upper-side plastic layer 31 applied or sprayed.
  • the top-side covers Plastic layer 31 areas of the circuit board 1 from, in which are electrical components such as the contact elements 2 and the passage openings 10 to the opposite Side of the printed circuit board 1 are located.
  • a housing 33 protrudes from the plastic, with which the circuit board 1 is encapsulated, plastic side away, which forms a side wall 32.
  • a housing 33 for receiving electronic Components are formed, the electronic components within the through the circuit board 1 and the side wall 32nd be taken up.
  • the connection of such Electronic components are via the Counter contact elements 21, which to the contact elements. 2 be connected.
  • the thus formed plastic injection molded part thus forms a housing 33, wherein all electronic components including the printed circuit board 1 completely enclosed by plastic 3.
  • thermoplastic material is preferably used to achieve a particularly good seal against liquids and dust and at the same time to use a robust against mechanical influences material for the housing 33.
  • a polyetherimide (PEI) was used as the plastic.
  • PSU polyetherimide
  • PES polyetherimide
  • PPSU polystyrene
  • PPS polystyrene
  • All these plastics are thermoplastics with particularly advantageous properties.
  • the melting temperature is in the most preferred plastic depending on the component design, ie thickness and dimensioning of the housing wall 32 and geometry of the housing preferably between 370 ° C and 410 ° C. However, other plastics with higher or lower melting temperatures can be used.
  • the injection temperature is 370 ° C - 410 ° C.
  • the hot-melt method in which at low pressure in the range of 2 - 40 x 10 5 Pa and the temperature of the melt is carried out from about 200 ° C, is carried out the spraying of the plastic according to the preferred method under pressures of up to 1500 x 10 5 Pa and more.
  • a printed circuit board material is preferably used, which has a high temperature resistance.
  • an epoxy glass hard tissue is shown, in particular such an epoxy glass fabric with crosslinked resin system and with a glass transition temperature greater than 150 ° C.
  • the plastic is preferably a Hochtemperaturweichl.ot used. Preference is given to a High temperature solder with a melting temperature higher 200 ° C, especially higher 230 ° C or 235 °, in the particular preferred plastic. Due to the short contact time with the hot melt and the rapid cooling within seconds the solder is not melted or at least not completely melted, although the plastic melt is much hotter.
  • a plastic injection molding as Housing 33 for the tight recording of electronic Components can be produced.
  • After inserting electronic Components can be replaced by a corresponding housing Cover or a continuous overmolding with a corresponding additional wall made of plastic tight getting closed.
  • a housing 33rd provided, which also has high mechanical requirements enough.
  • the contact elements are against bending or axial Move relative to the wall of the housing secured.
  • the housing offers a liquid-tight and dust-proof Covering the interior with electronic components.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Casings For Electric Apparatus (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte mit zumindest einem Kontaktelement zum Anschließen eines Gegenkontaktelements, wobei das Kontaktelement an der Leiterplatte befestigt ist, und einer Kunststoffschicht, welche auf zumindest einer Seite der Leiterplatte aufgebracht ist, wobei das Kontaktelement von der Leiterplatte aus durch die Kunststoffschicht hindurchführt und aus dieser Kunststoffschicht zum Anschließen des Gegenkontaktelements heraustragt. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Kunststoff-Spritzteil mit einer solchen in Kunststoff eingespritzten Leiterplatte bzw. auf ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Leiterplatte und zum Herstellen eines solchen Kunststoff-Spritzteils. <IMAGE>

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte, auf ein Kunststoffspritzteil mit einer Leiterplatte bzw. auf ein Verfahren zu deren Herstellung.
Hintergrund der Erfindung
An Sensoren beispielsweise Vibrationssensoren und Füllstandsmessgeräten ist an einem eigentlichen Sensorelement ein Gehäuse angesetzt, wobei in dem Gehäuse elektronische Komponenten zur Steuerung und/oder Auswertung von Signalen des Sensors aufgenommen sind. Die elektronischen Komponenten sitzen üblicherweise auf einer Leiterplatte, welche Kontaktelemente zum Anschließen eines Gegenkontaktelements aufweist. Das Gegenkontaktelement kann zu weiteren Komponenten innerhalb dieser Anordnung oder zu einer externen Anordnung führen. Wichtig ist, dass die elektronischen Komponenten dicht umschlossen sind, d. h. zumeist flüssigkeits- und staubdicht umschlossen sein sollen.
Bekannt ist eine Leiterplatte mit zumindest einem bzw. mehreren Kontaktelementen zum Anschließen jeweils eines Gegenkontaktelements, wobei das Kontaktelement an der Leiterplatte befestigt ist. Um einen gewissen Schutz zu bieten, ist auch das Umgießen von Leiterplatten mit einem sogenannten "hotmelt"-Verguss bekannt, wobei die dabei aufgetragene Kunststoffschicht nur bis 80°C temperaturbeständig ist und weder hohe chemische noch hohe mechanische Festigkeiten aufweist. Vor dem Umgießen werden die Kontaktelemente an der Leiterplatte bzw. einem entsprechenden Leitermaterial befestigt. Dies erfolgt beispielsweise durch das Einpressen von durchstoßenden Kontaktelementen oder durch Einkleben der durchstoßenden Kontaktelemente, welche z. B. zur Adaption eines kundenseitigen Steckers als Gegenkontaktelement benötigt werden. Diese Leiterplatte dient innerhalb des Gehäuses angeordnet zum Anschließen von Elektronikkomponenten für eine Signalauswertung von beispielsweise einem Füllstandsmessgerät, wobei die Elektronikkomponenten ebenfalls in dem Gehäuse aufgenommen werden.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Leiterplatte mit Kontaktelementen und einer Kunststoffschicht hinsichtlich der Beständigkeit und des Schutzes gegenüber äußeren Einflüssen zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Kunststoffspritzteil mit einer solchen Leiterplatte auf einfache Art und Weise herzustellen und zugleich einen verbesserten und insbesondere dauerhafteren Schutz gegenüber äußeren Einflüssen zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Leiterplatte bzw. eines solchen Kunststoffspritzteils vorzuschlagen, welches eine möglichst einfache Herstellung ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leiterplatte bzw. einen Träger mit zumindest einem Kontaktelement zum Anschließen eines Gegenkontaktelements, wobei das Kontaktelement an der Leiterplatte befestigt ist, und mit einer Kunststoffschicht, welche auf zumindest einer Seite des Trägers bzw. der Leiterplatte aufgebracht ist, wobei das Kontaktelement von dem Träger aus durch die Kunststoffschicht hindurchführt und aus dieser Kunststoffschicht zum Anschließen des Gegenkontaktelements herausragt.
Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch ein Kunststoffspritzteil mit einem Träger bzw. einer Leiterplatte, die zumindest ein Kontaktelement zum Anschließen eines. Gegenkontaktelements aufweist, wobei das Kontaktelement an dem Träger bzw. der Leiterplatte befestigt ist, und mit einer Kunststoffschicht, welche auf zumindest einer Seite des Trägers bzw. der Leiterplatte aufgebracht ist, wobei das Kontaktelement von dem Träger bzw. der Leiterplatte aus durch die Kunststoffschicht hindurchführt und aus dieser Kunststoffschicht zum Anschließen des Gegenkontaktelements herausragt.
Verfahrensgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum teilweisen Umspritzen eines Trägers bzw. einer Leiterplatte, die zumindest ein Kontaktelement aufweist, wobei zum Umspritzen Kunststoff verwendet wird und wobei verfahrensgemäß das Kontaktelement am Träger bzw. an der Leiterplatte angelötet wird und danach der Träger bzw. die Leiterplatte derart mit dem Kunststoff umspritzt wird, dass das Kontaktelement von dem Träger bzw. der Leiterplatte aus durch den Kunststoff führt und zum Anschließen eines Gegenkontaktelements aus dem Kunststoff bzw. aus dessen Oberfläche herausragt.
Gemäß einer Vielzahl besonders bevorzugter Ausführungsformen ist diese Anordnung bzw. Verfahrensweise vorteilhaft ausgestaltbar.
Vorteilhafterweise kann die Kunststoffschicht ein- oder beidseitig auf den Träger aufgebracht sein bzw. werden. Besonders bevorzugt wird eine Kunststoffschicht aus einem thermoplastischen Material als Kunststoff mit einem Schmelzpunkt höher 80°C, insbesondere höher 100°C, wobei ein thermoplastisches Material mit einem Schmelzpunkt höher 350°C besonders bevorzugt wird, da dies eine hitzefeste und dauerhafte Abschirmung mit vorteilhaften Kunststoffmaterialien ermöglicht. Vorteilhafterweise besteht die Kunststoffschicht aus einem thermoplastischen Material mit einer Spritzgusstemperatur zwischen etwa 250 bis 410 °C, insbesondere zwischen 370° C und 410 °C, so dass ein Anlöten des zumindest einen Kontaktelements an der Leiterplatte mittels eines Hochtemperaturlots in Kombination mit dem Aufspritzen einer solchen Kunststoffschicht ermöglicht wird.
Bevorzugt wird eine Leiterplatte, bei der das Kontaktelement an der Leiterplatte angelötet ist bzw. in einer Durchgangsöffnung der Leiterplatte eingelötet ist, da dies eine besonders einfache Art der Befestigung ist, welche außerdem eine gute Haltbarkeit gegen Verbiegen oder axiales Verschieben bietet. Besonders bevorzugt wird, wenn das Kontaktelement an der Leiterplatte mit einem Hochtemperaturlot, insbesondere Hochtemperaturweichlot mit einer Schmelztemperatur höher 200°C, insbesondere höher 230°C angelötet ist bzw. wird. Dies ermöglicht ein anschließendes Überspritzen der Leiterplatte und des Lots mit einem thermoplastischen Material, welches eine Schmelztemperatur höher als 200°C oder gar höher als 350°C aufweist und optional eine Spritzgusstemperatur niedriger als der Schmelztemperatur des Hochtemperaturlots aufweist.
Insbesondere für die Beschichtung mit einem thermoplastischen Material wird vorteilhafterweise eine Leiterplatte aus einem Epoxid-Glashartgewebe mit vernetztem Harzsystem verwendet.
Zum Verbinden des zumindest einen Kontaktelements mit einem weiteren Kontaktelement oder sonstigen elektrischen oder elektronischen Komponenten dienen in üblicher Art und Weise Leiter bzw. Leiterbahnen, die auf der Oberfläche des Trägers angeordnet sind. Vorteilhafterweise werden ein solcher Leiter und ein dazu benachbarter Oberflächenbereich der Leiterplatte von der Kunststoffschicht abgedeckt. Die Kunststoffschicht muss somit nicht die gesamte Oberfläche der Leiterplatte abdecken, sollte aber vorzugsweise wesentliche oder alle auf der insbesondere außenseitigen Oberfläche der Leiterplatte angeordneten elektronischen Komponenten und Leiter abdecken.
Besonders bevorzugt werden Ausführungsformen, bei denen die Leiterplatte bzw. der Träger eine Durchgangsbohrung aufweisen, an bzw. in welcher das Kontaktelement angelötet ist, wobei auf den beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen der Leiterplatte im Bereich der Durchgangsbohrung eine solche Kunststoffschicht aufgebracht ist bzw. aufgebracht wird. Insbesondere beim Aufbringen bzw.
Aufspritzen der Kunststoffschicht unter hohem Druck wird durch das beidseitige, insbesondere gleichzeitig beidseitige Aufspritzen des Kuststoffs eine Beschädigung des Lots im Bereich der Durchgangsbohrung vermieden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
eine seitliche Schnittansicht einer Leiterplatte mit eingesetzten Kontaktelementen, wobei die Leiterplatte teilweise mit Kunststoff umspritzt ist;
Fig. 2
eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 1 in teilweiser Schnittdarstellung; und
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht eines Gehäuseteils mit einer in Kunststoff eingespritzten Leiterplatte, wobei der Kunststoff zugleich zum Ausbilden einer Gehäusewand verwendet ist.
Detaillierte Beschreibung eines erfinderischen Ausführungsbeispiels
Wie aus den Figuren 1 - 3 ersichtlich, sind an einer Leiterplatte 1 Kontaktelemente 2 befestigt. Die Kontaktelemente 2 sind mit einem vorderseitigen Endabschnitt 20 durch jeweils eine Durchgangsöffnung 10 in der Leiterplatte bzw. dem Trägermaterial 1 hindurchgeführt. Zur Befestigung sind die Kontaktelemente 2 in den Durchgangsöffnungen 10 mit Lot 11 festgelötet. Das Lot 10 ragt teilweise in die Durchgangsöffnung 10 hinein oder auch durch diese zur anderen Seite der Leiterplatte 1 hindurch. Als Lot wird vorzugsweise ein Hochtemperaturlot verwendet.
Die Kontaktelemente 2 dienen in Art von Kontaktstiften zum Anschließen eines Gegenkontakt 21, beispielsweise eines Gegenkontakts 21 in Art einer Buchse, welche auf das Kontaktelement 2 aufgesteckt wird. Um an dem Gegenkontakt 21 angeschlossenen elektronische Komponenten mit weiteren elektronischen Komponenten zu verbinden, sind die Kontaktelemente 2 über das Lot 11 mit einer Leiterbahn als Leiter 12 verbunden, wobei die Leiterbahn 12 in üblicher Art und Weise auf der Oberfläche der Leiterplatte 1 angeordnet und befestigt ist. An die Leiterbahn 12 können elektronische Komponenten angeschlossen sein, welche direkt auf der Leiterplatte 1 angeordnet und ggf. umspritzt sind. Bei der dargestellten Ausführungsform sind an die Leiterbahnen 12 weitere Kontaktelemente 2* angeschlossen. Diese weiteren Kontaktelemente 2* dienen wiederum als Kontaktstifte zum Anschluss entsprechender Gegenkontaktelemente.
Die Anordnung aus der Leiterplatte 1 bzw. dem Träger und den daran befestigten Kontaktelementen 2, 2* ist mit einem Kunststoff 3 zumindest teilweise umspritzt. Der Kunststoff ist bei der dargestellten Ausführungsform als unterseitige Kunststoffschicht 30 auf eine erste Seitenfläche der Leiterplatte 1 aufgespritzt, wobei diese Seitenfläche der Leiterplatte 1 vollständig von der unterseitigen Kunststoffschicht 30 überzogen ist. Außerdem ist auf die gegenüberliegende Seite der Leiterplatte 1 abschnittsweise eine oberseitige Kunststoffschicht 31 aufgebracht bzw. aufgespritzt. Wie dargestellt, deckt die oberseitige Kunststoffschicht 31 Bereiche der Leiterplatte 1 ab, in welchen sich elektrische Komponenten wie die Kontaktelemente 2 sowie die Durchgangsöffnungen 10 zu der gegenüberliegenden Seite der Leiterplatte 1 befinden.
Zum Ausbilden eines Gehäuses 33 ragt von dem Kunststoff, mit welchem die Leiterplatte 1 umspritzt ist, Kunststoff seitlich weg, welcher eine Seitenwand 32 ausbildet. Durch eine solche Anordnung wird ein Gehäuse 33 zur Aufnahme von elektronischen Komponenten ausgebildet, wobei die elektronischen Komponenten innerhalb des durch die Leiterplatte 1 und die Seitenwand 32 gebildeten Raums aufgenommen werden. Der Anschluss solcher elektronischer Komponenten erfolgt über die Gegenkontaktelemente 21, welche an die Kontaktelemente 2 angeschlossen werden. Das derart ausgebildete Kunststoff-Spritzteil bildet somit ein Gehäuse 33 aus, wobei sämtliche elektronischen Komponenten einschließlich der Leiterplatte 1 vollständig von Kunststoff 3 umschlossen sind.
Um den Anschluss der Gegenkontaktelemente 21 an die Kontaktelemente 2, 2* zu ermöglichen, erstrecken sich die Kontaktelemente 2, 2* seitlich von der Leiterplatte 1 so weit weg, dass die Kontaktelemente 2, 2* mit ihren außenseitigen Endabschnitten aus dem Kunststoff 3, 30, 31 herausragen und kontaktierbar sind. Verfahrensgemäß wird daher nach dem Befestigen, insbesondere Anlöten der Kontaktelemente 2, 2* an der Leiterplatte 1 der Kunststoff 3 so aufgespritzt, dass die von der Leiterplatte 1 abgewandten Enden der Kontaktelemente 2, 2* ohne Kunststoffüberzug aus der entsprechenden Kunststoffschicht 30, 31 herausragen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Kunststoff 3 auf der Seite der Leiterplatte 1, welche dem Raum zugewandt ist, der von der Seitenwand 30 umgrenzt wird, nur in Bereichen auf die Leiterplatte 1 aufgespritzt, in denen sich elektronische Komponenten, Kontaktelemente 2 und/oder Durchgangsöffnungen 10 befinden. Dabei erfolgt das Aufspritzen der Kunststoffschicht 31, 30 im Bereich von Durchgangsöffnungen 10 vorteilhafterweise nicht nur beidseitig sondern auch zur gleichen Zeit, um Beschädigungen des Lots 11 im Bereich der Durchgangsöffnungen 10 während des Aufspritzens unter hohem Druck zu vermeiden.
Als Kunststoff wird bevorzugt ein thermoplastisches Material verwendet, um eine besonders gute Dichtigkeit gegenüber Flüssigkeiten und Staub zu erzielen und um zugleich ein gegen mechanische Einwirkungen robustes Material für das Gehäuse 33 zu verwenden. Gemäß erster Versuche wurde als Kunststoff ein Polyetherimid (PEI) verwendet. Natürlich kann auch ein anderer Kunststoff insbesondere dieser Klasse zum Einsatz kommen, beispielsweise PSU, PES, PPSU, PPS etc. Bei all diesen Kunststoffen handelt es sich um Thermoplaste mit besonders vorteilhaften Eigenschaften. Die Schmelztemperatur liegt bei dem besonders bevorzugten Kunststoff je nach Bauteilausführung, d. h. Dicke und Dimensionierung der Gehäusewand 32 und Geometrie des Gehäuses vorzugsweise zwischen 370°C und 410°C. Jedoch können auch andere Kunststoffe mit höheren oder niedrigeren Schmelztemperaturen eingesetzt werden. Bei dem bevorzugt verwendeten Kunststoff PEI liegt die Spritztemperatur bei 370°C - 410°C. Gegenüber dem hotmelt-Verfahren, bei welchem mit Niederdruck im Bereich von 2 - 40 x 105 Pa und der Temperatur der Schmelze von ca. 200°C gearbeitet wird, erfolgt das Aufspritzen des Kunststoffs gemäß dem bevorzugten Verfahren unter Drücken von bis zu 1500 x 105 Pa und mehr.
Aufgrund der hohen Drücke beim Aufspritzen werden Bereiche der Leiterplatte 1 mit Lötstellen, insbesondere mit Lot 11 im Bereich von Durchgangsöffnungen 10 beidseitig umspritzt, d. h. sowohl von der Ober- als auch von der Unterseite der Leiterplatte 1 gleichzeitig, so dass Beschädigungen der Lötstellen durch den hohen Spritzdruck vermieden werden.
Damit mit derart hohen Temperaturen gearbeitet werden kann, wird bevorzugt ein Leiterplattenwerkstoff verwendet, welcher eine hohe Temperaturbeständigkeit aufweist. Vorteilhaft hat sich dabei ein Epoxid-Glashartgewebe gezeigt, insbesondere ein solches Epoxid-Glashartgewebe mit vernetztem Harzsystem und mit einer Glasübergangstemperatur größer 150°C.
Wegen der sehr hohen Temperaturen der Kunststoffschmelze beim Aufspritzen des Kunststoffs wird vorzugsweise ein Hochtemperaturweichl.ot verwendet. Bevorzugt wird dabei ein Hochtemperaturweichlot mit einer Schmelztemperatur höher 200°C, insbesondere höher 230°C oder 235°, bei dem besonders bevorzugten Kunststoff. Aufgrund der kurzen Kontaktzeit mit der heißen Schmelze und der raschen Abkühlung binnen Sekunden wird das Lot nicht aufgeschmolzen oder zumindest nicht vollständig aufgeschmolzen, obwohl die Kunststoffschmelze wesentlich heißer ist.
Bei Verwendung anderer Materialien werden die Materialien der übrigen Komponenten mit entsprechend geeigneten Werten verwendet.
Halbleiterkomponenten, welche aufgrund der hohen Temperaturen der Kunststoffschmelze beim Aufspritzen nicht komplett umspritzt werden können, können vorteilhafterweise auf Bereichen der Leiterplatte 1 angeordnet werden, welche von Kunststoff nicht umspritzt sind. Insbesondere die Kontaktelemente 2, 2*, die Leiter 12 und das Lot 11 können jedoch aufgrund der ausreichenden Hitzebeständigkeit komplett umspritzt werden.
Auf diese Art und Weise ist ein Kunststoffspritzteil als Gehäuse 33 zum dichten Aufnehmen von elektronischen Komponenten herstellbar. Nach dem Einsetzen elektronischer Komponenten kann das Gehäuse durch einen entsprechenden Deckel oder ein fortgesetztes Umspritzen mit einer entsprechenden zusätzlichen Wandung aus Kunststoff dicht geschlossen werden. Durch den Einsatz eines thermoplastischen Kunststoffmaterials und das Umspritzen der Leiterplatte mit den Kontaktelementen, welche innenseitig und außenseitig aus dem Kunststoff herausragen, wird ein Gehäuse 33 bereitgestellt, welches auch hohen mechanischen Anforderungen genügt. Die Kontaktelemente sind gegen Verbiegen oder axiales Verschieben relativ zur Wand des Gehäuses gesichert. Außerdem bietet das Gehäuse eine flüssigkeitsdichte und staubdichte Ummantelung des Innenraums mit elektronischen Komponenten. Vorteilhafterweise werden bei dieser Ausführung keine Kleber oder Dichtmittel eingesetzt, welche Beständigkeitsprobleme beim Einsatz des Gehäuses in Verbindung mit z. B. einem Füllstandsmessgerät hervorrufen würden. Aufgrund der einfachen Verfahrensweise ist auch eine kostengünstige Fertigung des Kunststoff-Spritzteils mit der derart umspritzten Leiterplatte möglich.

Claims (20)

  1. Leiterplatte mit
    zumindest einem Kontaktelement zum Anschließen eines Gegenkontaktelements, wobei das Kontaktelement an der Leiterplatte befestigt ist, und
    einer Kunststoffschicht, welche auf zumindest einer Seite der Leiterplatte aufgebracht ist,
    wobei das Kontaktelement von der Leiterplatte aus durch die Kunststoffschicht hindurchführt und aus dieser Kunststoffschicht zum Anschließen des Gegenkontaktelements herausragt.
  2. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der die Kunstoffschicht ein- oder beidseitig auf der Leiterplatte aufgebracht ist.
  3. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der die Kunststoffschicht ein thermoplastisches Material mit einem Schmelzpunkt zwischen 250°C und 450°C ist., bevorzugt zwischen 350° bis 410 °C ist.
  4. Leiterplatte nach Anspruch 3, bei der die Kunststoffschicht ein thermoplastisches Material mit einer mit einem Schmelzpunkt zwischen 350°C und 410°C ist.
  5. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der das Kontaktelement an der Leiterplatte angelötet ist.
  6. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der das Kontaktelement an der Leiterplatte mit einem Hochtemperaturlot mit einer Schmelztemperatur höher 200°C, insbesondere höher 230° angelötet ist.
  7. Leiterplatte nach Anspruch 3, bei der das Kontaktelement an der Leiterplatte mit einem Hochtemperaturlot mit einer Schmelztemperatur höher 200°C, insbesondere höher 230° angelötet ist.
  8. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der die Leiterplatte aus einem Leiterplattenwerkstoff mit einer Temperaturfestigkeit höher 100°C, insbesondere höher 150°C besteht.
  9. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der die Leiterplatte aus einem Epoxid-Glashartgewebe mit vernetztem Harzsystem besteht.
  10. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der zumindest ein Leiter auf einer Oberfläche der Leiterplatte angeordnet ist und die Kunststoffschicht den Leiter und einen dazu benachbarten Oberflächenbereich der Leiterplatte abdeckt.
  11. Leiterplatte nach Anspruch 7, bei der zumindest ein Leiter auf einer Oberfläche der Leiterplatte angeordnet ist und die Kunststoffschicht den Leiter und einen dazu benachbarten Oberflächenbereich der Leiterplatte abdeckt.
  12. Leiterplatte nach Anspruch 1, bei der die Leiterplatte eine Durchgangsbohrung aufweist, an welcher das Kontaktelement angelötet ist, und bei der auf den beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen der Leiterplatte im Bereich der Durchgangsbohrung eine solche Kunststoffschicht aufgebracht ist.
  13. Leiterplatte nach Anspruch 11, bei der die Leiterplatte eine Durchgangsbohrung aufweist, an welcher das Kontaktelement angelötet ist, und bei der auf den beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen der Leiterplatte im Bereich der Durchgangsbohrung eine solche Kunststoffschicht aufgebracht ist.
  14. Leiterplatte nach Anspruch 1,
    bei der die Kunstoffschicht ein- oder beidseitig auf der Leiterplatte aufgebracht ist,
    bei der die Kunststoffschicht ein thermoplastisches Material mit einem Schmelzpunkt höher 80°C, insbesondere höher 350°C ist,
    bei der das Kontaktelement an der Leiterplatte angelötet ist,
    bei der die Leiterplatte aus einem Epoxid-Glashartgewebe mit vernetztem Harzsystem besteht und
    bei der zumindest ein Leiter auf einer Oberfläche der Leiterplatte angeordnet ist und die Kunststoffschicht den Leiter und einen dazu benachbarten Oberflächenbereich der Leiterplatte abdeckt.
  15. Kunststoffspritzteil mit
    einer Leiterplatte, die zumindest ein Kontaktelement zum Anschließen eines Gegenkontaktelements aufweist, wobei das Kontaktelement an der Leiterplatte befestigt ist, und
    einer Kunststoffschicht, welche auf zumindest einer Seite der Leiterplatte aufgebracht ist,
    wobei das Kontaktelement von der Leiterplatte aus durch die Kunststoffschicht hindurchführt und aus dieser Kunststoffschicht zum Anschließen des Gegenkontaktelements herausragt.
  16. Kunststoffspritzteil nach Anspruch 15, bei dem sich Kunststoff von der Kunststoffschicht aus als Gehäusewand eines Gehäuses seitlich weg erstreckt und die Kunststoffschicht und die Gehäusewand aus dem gleichen Material gefertigt sind.
  17. Kunststoff-Spritzteil nach Anspruch 15, bei dem
    die Kunstoffschicht ein- oder beidseitig auf der Leiterplatte aufgebracht ist,
    bei dem die Kunststoffschicht ein thermoplastisches Material mit einem Schmelzpunkt höher 80°C, insbesondere höher 350°C ist,
    bei dem das Kontaktelement an der Leiterplatte angelötet ist,
    bei dem die Leiterplatte aus einem Epoxid-Glashartgewebe mit vernetztem Harzsystem besteht und
    bei dem zumindest ein Leiter auf einer Oberfläche der Leiterplatte angeordnet ist und die Kunststoffschicht den Leiter und einen dazu benachbarten Oberflächenbereich der Leiterplatte abdeckt.
  18. Verfahren zum zumindest teilweisen Umspritzen einer Leiterplatte, die zumindest ein Kontaktelement aufweist, mit Kunststoff, wobei bei dem Verfahren
    das Kontaktelement an der Leiterplatte angelötet wird und
    danach die Leiterplatte mit dem Kunststoff derart umspritzt wird, dass das Kontaktelement von der Leiterplatte aus durch den Kunststoff führt und zum Anschließen eines Gegenkontaktelements aus dem Kunststoff herausragt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem das Kontaktelement in einer Durchgangsbohrung der Leiterplatte angelötet ist und der Kunststoff als Kunststoffschicht auf den beiden einander gegenüberliegenden Oberflächen der Leiterplatte im Bereich der Durchgangsbohrung gleichzeitig aufgespritzt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, bei dem
    als Kunststoff ein thermoplastisches Material mit einer Schmelztemperatur höher 80°C, insbesondere höher 100°C, insbesondere höher 350°C verwendet wird,
    zum Anlöten des Kontaktelements ein Hochtemperaturlot mit einer Schmelztemperatur höher 200°C, insbesondere höher 235°C verwendet wird und
    eine Leiterplatte aus einem Leiterplattenwerkstoff mit einer Beständigkeit größer 150°C verwendet wird.
EP05006328A 2004-04-08 2005-03-23 Kunststoffspritzteil mit durch Kunststoffmasse umspritzter Leiterplatte Withdrawn EP1585375A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/820,156 US20050224255A1 (en) 2004-04-08 2004-04-08 Plastic injected part with a plastic-coated printed circuit board, which can be equipped with components
US820156 2004-04-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1585375A1 true EP1585375A1 (de) 2005-10-12

Family

ID=34912712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05006328A Withdrawn EP1585375A1 (de) 2004-04-08 2005-03-23 Kunststoffspritzteil mit durch Kunststoffmasse umspritzter Leiterplatte

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20050224255A1 (de)
EP (1) EP1585375A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010062759A1 (de) * 2010-12-09 2012-06-14 Zf Friedrichshafen Ag Leiterplattenanordnung
DE102010062758A1 (de) * 2010-12-09 2012-06-14 Zf Friedrichshafen Ag Leiterplattenanordnung
DE102023119064A1 (de) * 2023-07-19 2025-01-23 Vega Grieshaber Kg Vibrationssensor mit Schutzschicht und Verfahren zur Herstellung eines Vibrationssensors

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8465175B2 (en) 2005-11-29 2013-06-18 GE Lighting Solutions, LLC LED lighting assemblies with thermal overmolding

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4542260A (en) * 1983-09-05 1985-09-17 Gec Avionics Limited Encapsulated assemblies
DE3522091A1 (de) * 1985-06-20 1987-01-02 Siemens Ag Schichtschaltung mit umhuellung
DE19719238C1 (de) * 1997-05-07 1998-10-08 Bosch Gmbh Robert Mit einer elektronischen Schaltung versehene Leiterplatte, auf deren erster Seite ein Steckerteil festgelegt ist und die mit einem elastisch verformbaren Folienleiter verbunden ist
US20040001323A1 (en) * 2002-07-08 2004-01-01 Aten International, Co., Ltd. Automatic Switch

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4873615A (en) * 1986-10-09 1989-10-10 Amp Incorporated Semiconductor chip carrier system
US5012386A (en) * 1989-10-27 1991-04-30 Motorola, Inc. High performance overmolded electronic package
US5586388A (en) * 1991-05-31 1996-12-24 Nippondenso Co., Ltd. Method for producing multi-board electronic device
KR960002962B1 (ko) * 1992-05-29 1996-03-02 재단법인 한국화학연구소 신규한 에테르이미드이미드/에테르이미드 공중합체
DE4446527A1 (de) * 1994-12-24 1996-06-27 Ixys Semiconductor Gmbh Leistungshalbleitermodul
EP0838977A1 (de) * 1996-10-25 1998-04-29 Gividi Italia S.P.A. Laminate für Leiterplatten unter Verwendung eines unidirektionalen Glasgewebes
US6303860B1 (en) * 1999-11-30 2001-10-16 Bombardier Motor Corporation Of America Bladder insert for encapsulant displacement

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4542260A (en) * 1983-09-05 1985-09-17 Gec Avionics Limited Encapsulated assemblies
DE3522091A1 (de) * 1985-06-20 1987-01-02 Siemens Ag Schichtschaltung mit umhuellung
DE19719238C1 (de) * 1997-05-07 1998-10-08 Bosch Gmbh Robert Mit einer elektronischen Schaltung versehene Leiterplatte, auf deren erster Seite ein Steckerteil festgelegt ist und die mit einem elastisch verformbaren Folienleiter verbunden ist
US20040001323A1 (en) * 2002-07-08 2004-01-01 Aten International, Co., Ltd. Automatic Switch

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010062759A1 (de) * 2010-12-09 2012-06-14 Zf Friedrichshafen Ag Leiterplattenanordnung
DE102010062758A1 (de) * 2010-12-09 2012-06-14 Zf Friedrichshafen Ag Leiterplattenanordnung
DE102023119064A1 (de) * 2023-07-19 2025-01-23 Vega Grieshaber Kg Vibrationssensor mit Schutzschicht und Verfahren zur Herstellung eines Vibrationssensors

Also Published As

Publication number Publication date
US20050224255A1 (en) 2005-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT410728B (de) Verfahren zum einbetten zumindest einer flexiblen leiterbahnfolie in kunststoff, leiterbahneneinheitsowie einbettungseinheit hiefür
EP2880967A1 (de) Bauelemente-ummantelung für ein elektronikmodul
DE102008050010B4 (de) Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung
DE112011103942B4 (de) Optische Baugruppe
DE102004041557A1 (de) Schaltkreiskonfigurationsbauteil und Verfahren zu dessen Herstellung
AT411639B (de) Verfahren zum herstellen einer kunststoffumspritzten leiterstruktur sowie elektrische schaltungseinheit mit einer kunststoffumspritzten leiterstruktur
DE4143671C2 (de) Verfahren zur Fertigung eines Temperaturschalters
EP2772122A1 (de) Getriebesteuermodul mit lötbrücken oder kaltkontakten zwischen eingesetztem schaltungsträger und umgebendem schaltungsträger
DE102010042832B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines induktiven Sensors
DE102007054717B4 (de) Transmitter und Verfahren zur Herstellung eines Transmitters
EP2508049A1 (de) Flexible leiterplatte sowie elektrische vorrichtung
EP2637485B1 (de) Kartenleser mit einem eine Leiterbahnstruktur aufweisenden Kunststoffspritzteil, Folienverbund, Verfahren zum Ausbilden einer Leiterbahnstruktur
EP1170110A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer kunststoffumspritzten Leiterstruktur einer elektrischen Schaltungseinheit sowie eine elektrische Schaltungseinheit mit einer kunststoffumspritzten Leiterstruktur
EP1585375A1 (de) Kunststoffspritzteil mit durch Kunststoffmasse umspritzter Leiterplatte
DE4319786A1 (de) In Kunststoff gegossene CCD-Einheit und Verfahren zu deren Herstellung
EP0071233A2 (de) In einen Becher eingesetztes elektrisches Bauelement, Bauelementegruppe oder integrierte Schaltung
EP2741419B1 (de) Induktiver Näherungsschalter
DE29501849U1 (de) Anordnung aus einem Gehäuse, einer Schaltungsträgerplatte und Zuleitungen
DE10212768A1 (de) Im Kunststoffspritzgussverfahren insbesondere aus einem harten Kunststoff gefertigtes Betätigungselement
EP3996894B1 (de) Gehäuse eines elektronikmoduls und dessen herstellung
AT526302B1 (de) Schutzabdeckung für Sensoren der Fahrzeugtechnik
EP2031356B1 (de) Sensor
WO2017198573A1 (de) Verfahren zum ummanteln einer elektrischen einheit und elektrisches bauelement
DE102017104893B4 (de) Optoelektronikmodul und Verfahren zur Herstellung eines Optoelektronikmoduls
DE102012208478A1 (de) Übertragungselement

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR LV MK YU

17P Request for examination filed

Effective date: 20051105

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB

17Q First examination report despatched

Effective date: 20051201

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20070526